汽车尾气胁迫对6种花灌木叶片脯氨酸含量的影响

王彤，王洪成，李博，穆立蔷，杨龙，马静

(1.东北林业大学林学院， 哈尔滨 150040；2.东北大学，沈阳 110819； 3.黑龙江省农业科学院园艺分院，哈尔滨 150069)

汽车尾气胁迫对6种花灌木叶片脯氨酸含量的影响

王彤1,3，王洪成1,3，李博2，穆立蔷1*，杨龙3，马静3

(1.东北林业大学林学院， 哈尔滨 150040；2.东北大学，沈阳 110819； 3.黑龙江省农业科学院园艺分院，哈尔滨 150069)

以紫丁香(Syringaoblata)、卫矛(Euonymusalatus)、连翘(Forsythiasuspensa)、茶条槭(AcerginnalaMaxim)、 金叶榆(Ulmuspumilacv.jinye)和玫瑰(Rosarugosa)6种灌木为研究对象，设置相同时间不同浓度及相同浓度不同时间，采用开顶式气室进行熏气处理，运用熏气方法及熏气浓度测定方法。总结出6种花灌木的叶片脯氨酸含量随尾气处理不时间、不同浓度的变化规律。

汽车尾气胁迫；花灌木；脯氨酸含量

目前，我国以过亿的汽车保有量成为全世界第一的汽车产销国，但与发达国家相比，我国在汽车和其配件的生产，保养和维修上差距还是很大，致使汽车有害物质的排放大幅度的超出了国际平均水平，导致了汽车尾气对我国城市环境的危害日益严重[1]，其中超过60%的大气污染源自汽车的尾气污染[2]，作为我国城市大气污染的头号源头，汽车尾气严重的危害了人类的身体健康，破坏了我们赖以生存的生态环境，较为严重的影响了动植物的生存及繁殖[3]。此次试验对供试的6种花灌木利用开顶式气室进行熏气处理，测定除了叶片脯氨酸含量变化情况，为城市筛选适合的绿化植物提供了重要的参考，同时对于如何优化改善城市生态系统，美化城市环境以及监测PM2.5都有着巨大的意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取生长状况相对均匀的紫丁香(Syringaoblata)、卫矛(Euonymusalatus)、连翘(Forsythiasuspensa)、茶条槭(AcerginnalaMaxim)、 金叶榆(Ulmuspumilacv.jinye)和玫瑰(Rosarugosa)等6种花灌木的2a实生苗，单株盆栽培养，盆顶部边缘直径30cm，高25cm。栽培基质为黑龙江省园艺分院苗木基地林下腐殖土，是东北地区典型的暗棕壤腐殖层和淀积层土壤的混合物(pH=6.6，有机质含量<10%)。2010年6月份将植株进行盆栽，并置于基地的空地进行适应性培育，以相同的条件进行管理。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计。设置两种处理方式：相同时间(1d)不同浓度处理(Concentration of stress，CS)，处理浓度分别为20μg/m3、30μg/m3、40μg/m3、50μg/m3和60μg/m3；相同浓度(40μg/m3)不同时间处理(Time of stress，TS)，处理时间分别为1d、3d、5d[4-5]。选择晴好天气对植物进行熏气处理，每天的处理时间均为7:00～17:00，每种植物每个处理均设置5盆，同时设置5盆置于对照室作为对照(CK)，熏气结束后对试验材料进行采样，对每种植物均采相同高度长势相近的叶片，并立即运至生理实验室进行生理指标的测定[6]。于2010年8月进行预试验，9月正式进行熏气处理并对处理植株进行采样和生理指标的测定。

1.2.2 熏气方法及熏气浓度测定方法。采用开顶式气室进行熏气处理，气室为八边形，边长1.5m，高2.2m，以实木为框架支撑，周边罩农用聚氯乙烯塑料薄膜。在无阴影遮挡的开阔地，设置2个相同的开顶式气室，1个为熏气室，1个为对照室，各植株以均匀距离随机分布于气室内。以93号汽油为燃料，利用“宗申”牌汽油发动机提供尾气，尾气经发动机排气筒与鼓风机并联，由带有阀门的PPR管连接至水浴冷却管冷却至室温后，进入1个边长为0.8m的正立方体玻璃箱内进行光化学反应，最后经由螺旋式布气法的管道排入熏气室内，对照室同样以螺旋式布气法通入空气。熏气室内温度为25～30℃，湿度为70%～80%，对照室与熏气室内温差小于2℃，湿度差小于5%，以NO2浓度代表气室内汽车尾气处理浓度。

脯氨酸含量的测定：称取叶片0.2g，利用3%的磺基水杨酸溶液研磨提取，最终体积为5mL，在沸水浴中加热提取20min，取出冷却后以3000r/min离心10min；取2mL上清液，2mL蒸馏水，2mL冰乙酸，4mL 2.5%酸性茚三铜，置沸水浴中显色60min，冷却后，加入4mL甲苯萃取红色物质，振荡30s，静止后，取甲苯相测定520nm波长，以甲苯为空白对照[7]。

标准曲线制作：在1～10μg/mL脯氨酸浓度范围内制作标准曲线。去标准溶液各2mL，加入2mL 3%磺基水杨酸、2mL冰乙酸和4mL 2.5%茚三酮溶液，置沸水浴中显色60min，冷却后加入4mL甲苯萃取，静置后去甲苯相测定520nm波长处的吸收值，依据脯氨酸量和相应吸收值绘制标准曲线[8]。

计算方法：以吸光度为纵坐标，脯氨酸浓度为横坐标，绘制标准曲线，求现行回归方程。

脯氨酸含量(μg·g-1)=(C·V) ×(a·W)-1

注： C—脯氨酸浓度，由标准曲线求得

V—提取液总体积(mL)

a—测定时所吸取的体积(mL)

W—样品重(g)

2 结果与分析

2.1 汽车尾气不同浓度处理对叶片脯氨酸含量的影响

不同浓度尾气处理对6种花灌木的脯氨酸含量的影响各不相同(图1)。随着处理浓度的增加，茶条槭的脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势，并在处理浓度达到20μg/m3时达到峰值，上升至对照组的192.35% ，之后开始下降，当处理浓度达到60μg/m3时下降至对照组的146.96%，且与其他浓度处理间无显著差异；卫矛的脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势，当处理浓度达到30μg/m3时达到峰值，为对照组的117.53%并达到显著水平，之后开始下降，当处理浓度达到50μg/m3时降至最低值1.164μg/g，为对照组的88.54%，处理浓度达到60μg/m3时又缓慢回升至1.357μg/g，为对照组的103.20%。

金叶榆的脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势，并在处理浓度为50μg/m3时达到峰值，为对照组的149.82%，当处理浓度达到60μg/m3时，降至对照组的138.08%；连翘、玫瑰和紫丁香呈先上升后下降再上升的趋势，分别在处理浓度为20μg/m3、40μg/m3和30μg/m3时达到峰值，为对照组的155.51%、227.49%和110.21%，之后均在50μg/m3时降至最低值，分别为对照组的107.77%、153.86%和78.77，当处理浓度达到60μg/m3时，又回升至对照组的139.14%、218.05和89.38%(图3)。

图1 不同浓度处理对叶片脯氨酸含量的影响(均值±标准误)

图2 不同时间处理对叶片脯氨酸含量的影响(均值±标准误)

图3 汽车尾气胁迫对叶片脯氨酸含量影响的变化幅度

2.2 汽车尾气不同处理处理对叶片脯氨酸含量的影响

随着尾气处理时间的增加，茶条槭、卫矛和金叶榆的脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势(图2)，处理3d时达到峰值，分别为对照组的157.23%、110.25%和166.05%，并在处理5d时分别下降至对照组的152.12%、109.82%和133.65%(图3)。连翘、玫瑰和紫丁香的脯氨酸含量总体上均呈不断上升的趋势(图2)。连翘在处理3d时达到显著水平，为对照组的191.64%；玫瑰和紫丁香在处理5d时达到显著水平，分别为对照组的121.77%和103.18%(图3)。

3 结论

不同浓度尾气处理对6种花灌木的脯氨酸含量的影响各不相同，随着处理浓度的增加，茶条槭的脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势，卫矛、榆叶梅的脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势，连翘、玫瑰和紫丁香呈先上升后下降再上升的趋势，分别在处理浓度为20μg/m3、40μg/m3和30μg/m3时达到峰值；随着尾气处理时间的增加，茶条槭、卫矛和榆叶梅的脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势，连翘、玫瑰和紫丁香的脯氨酸含量总体上均呈不断上升的趋势。

[1]马树华,王庆成,李亚藏.汽车尾气污染对四种北方针叶树苗木膜脂过氧化和保护酶活性的影响[J].应用生态学报,2004,15(12):2330-2336.

[2]中国科学院上海植物生理研究所,上海市植物生理学会. 现代植物生理学实验指南[M].北京:科学出版社,2004:302-315.

[3]魏后凯.中国大城市交通问题及其发展政策[J].城市发展研究2001,8(2):27-32.

[4]邱国敏.汽车尾气对空气污染的危害及对策[J].工业安全与环保,2001,(8):35-36.

[5]中国科学院上海植物生理研究所, 上海市植物生理学会. 现代植物生理学实验指南[M].北京:科学出版社,2004:302-315.

[6]国家环保局科技标准司.大气污染综合排放标准详解[M].北京: 中国环境科学出版社,1997,305-311.

[7]于晶.土壤干旱胁迫对两种风箱果生理特性的影响[D].哈尔滨：东北林业大学,2011.

[8]金研铭,李良希.雪柳、连翘和叶片解剖结构及其抗旱关系的比较研究[J].东北农业大学学报,2012,43(1):116-120.

2015-09-07

王彤(1980-)，女，在读硕士，主要从事园林植物应用等方面工作，E-mail:86666770@163.com；*通讯作者：穆立蔷(1966-)，女，教授，博士研究生导师，主要从事树木学及植物分类学、植物资源学保护与利用、植物抗逆性及树种筛选等方面的研究，E-mail：mlq0417@163.com。

S718.43

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.06.012